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教哥組編著回2022年安全工程師《煤礦安全》考點(diǎn)速記手冊(cè)第一章煤礦安全基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)概述【考點(diǎn)一】煤田開(kāi)發(fā)(-)礦區(qū)開(kāi)發(fā)礦區(qū)所轄礦井的開(kāi)發(fā)建設(shè)應(yīng)當(dāng)按照先淺后深、先近后遠(yuǎn)、先易后難的原則來(lái)確定。(二)煤田劃分為井田應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則.井田范圍、儲(chǔ)量、煤層賦存及開(kāi)采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng).保證井田有合理的尺寸小型礦井不小于1.5km中型礦井不小于4.0km大型礦井不小于7.0km特大型礦井可達(dá)10.0?15.0km.充分利用自然等條件劃分井田.合理規(guī)劃礦井開(kāi)采范圍,處理好相鄰礦井之間的關(guān)系.可持續(xù)發(fā)展(三)井田的再劃分.井田劃分為階段和水平階段:在井田范圍內(nèi),沿著煤層的傾斜方向,按一定標(biāo)高把煤層劃分為若干個(gè)平行于走向的長(zhǎng)條部分,每個(gè)長(zhǎng)條部分具有獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng),稱為階段。每個(gè)階段都有獨(dú)立的運(yùn)輸和通風(fēng)系統(tǒng)。水平:上下兩階段分界的水平面,稱為水平。井田內(nèi)水平和階段的開(kāi)采順序,一般是先采上部水平和階段,后采下部水平和階段。階段與水平二者既有聯(lián)系又有區(qū)別。區(qū)別在于階段表示的是井田范圍中的一部分,強(qiáng)調(diào)的是煤層開(kāi)采范圍和儲(chǔ)量;而水平是指布置在某一標(biāo)高水平面上的巷道,強(qiáng)調(diào)的是巷道布置,二者的聯(lián)系是利用水平上的巷道去開(kāi)采階段內(nèi)的煤炭資源。井田內(nèi)水平和階段的開(kāi)采順序,一般是先采上部水平和階段,后采下部水平和階段。
.井田劃分為盤(pán)區(qū)或帶區(qū)開(kāi)采傾角很小的近水平煤層,井田沿傾斜方向的高差很小,很難將其劃分成若干以一定標(biāo)高為界的階段,則可將井田直接劃為盤(pán)區(qū)或帶區(qū)。帶區(qū):由相鄰較近的若干分帶組成,并具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的開(kāi)采區(qū)域。&—第一盤(pán)區(qū);P2—第二盤(pán)區(qū);P3~第三盤(pán)區(qū);P4-第四盤(pán)區(qū)
圖1-1井田直接劃分為盤(pán)區(qū)3.井田劃分為開(kāi)采區(qū)域隨著煤礦機(jī)械化和新技術(shù)、新方法、新設(shè)備的出現(xiàn),我國(guó)已經(jīng)建設(shè)了許多大型和特大型礦井。由于礦井生產(chǎn)能力大、井田范圍廣,輔助提升任務(wù)非常繁重,井下通風(fēng)線路長(zhǎng),特別是當(dāng)瓦斯涌出量大時(shí),礦井通風(fēng)更加困難。為了解決礦井輔助提升和通風(fēng)問(wèn)題,我國(guó)不少新建的特大型礦井將井田劃分為若干具有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的開(kāi)采區(qū)域。各開(kāi)采區(qū)域具有獨(dú)立進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)巷道系統(tǒng),其內(nèi)部可采用采區(qū)式、盤(pán)區(qū)式或帶區(qū)式準(zhǔn)備方式,并有自己的輔助井筒,擔(dān)負(fù)進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)任務(wù),有時(shí)還擔(dān)負(fù)輔助提升工作。井下出煤則由服務(wù)于全礦的主井集中提出。【考點(diǎn)二】井田開(kāi)拓(-)確定井田開(kāi)拓方式的原則在一個(gè)井田范圍內(nèi),為了采煤,從地面向地下開(kāi)掘一系列巷道進(jìn)入煤體,建立礦井提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和動(dòng)力供應(yīng)等生產(chǎn)系統(tǒng),稱為井田開(kāi)拓。這些用于開(kāi)拓的井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系和配合稱為開(kāi)拓方式。合理的開(kāi)拓方式,需要經(jīng)過(guò)對(duì)技術(shù)可
行的多種開(kāi)拓方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。(二)井田開(kāi)拓方式分類1.按井筒(碉)形式分類立井開(kāi)拓主、副井均為立井的開(kāi)拓方式斜井開(kāi)拓主、副井均為斜井的開(kāi)拓方式平碉開(kāi)拓采用主平碉的開(kāi)拓方式綜合開(kāi)拓采用立井、斜井、平碉等任何兩種以上的開(kāi)拓方式作為主、副井的開(kāi)拓方式多井筒分區(qū)域開(kāi)拓大型井田劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的開(kāi)采區(qū)域并共用主井的開(kāi)拓方式。2.按開(kāi)采水平數(shù)目分類單水平開(kāi)拓井田內(nèi)只設(shè)1個(gè)開(kāi)采水平多水平開(kāi)拓井田內(nèi)設(shè)2個(gè)及2個(gè)以上開(kāi)采水平3.按開(kāi)采方式分類上山式開(kāi)采水平只開(kāi)采上山階段上下山式開(kāi)采水平分別開(kāi)采上山階段及下山階段混合式上山式和上下山式都有4.按開(kāi)采水平大巷布置方式分類分煤層大巷開(kāi)拓每個(gè)煤層設(shè)大巷集中大巷開(kāi)拓煤層群中設(shè)置大巷,通過(guò)采區(qū)石門(mén)與各煤層聯(lián)系分組集中大巷開(kāi)拓將煤層群分組,分組中設(shè)集中大巷。(三)確定井田開(kāi)拓方式的原則井田開(kāi)拓主要研究如何布置開(kāi)拓巷道等,需認(rèn)真研究下列問(wèn)題:(1)確定井筒的形式、數(shù)目及其配置,合理選擇井筒及工業(yè)場(chǎng)地的位置。(2)合理確定開(kāi)采水平數(shù)目和位置。(3)布置大巷及井底車場(chǎng)。(3)布置大巷及井底車場(chǎng)。(4)確定礦井開(kāi)采順序,做好開(kāi)采水平的接替和“三量”管理。(5)進(jìn)行礦井開(kāi)拓延深、技術(shù)改造。(6)合理確定礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及供電等系統(tǒng)?!究键c(diǎn)三】礦井巷道類別分類方式非型舉例或定義(一)按巷道所處空間位置和形狀分類1.垂直巷道立井、暗立井、溜井2.傾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山3.水平巷道平碉、石門(mén)、煤門(mén)、平巷(-)按巷道服務(wù)范圍及其用途分類1.開(kāi)拓巷道為全礦井或一個(gè)開(kāi)采水平服務(wù)的巷道2.準(zhǔn)備巷道為采區(qū)一個(gè)以上區(qū)段、分段服務(wù)的巷道3.回采巷道形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道【考點(diǎn)四】礦井生產(chǎn)系統(tǒng)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)指在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、行人、材料和設(shè)備運(yùn)輸、排肝、供電、供氣、供水等巷道線路及其設(shè)施,是礦井安全生產(chǎn)的基本前提和保證。每一個(gè)礦井都必須按照有關(guān)規(guī)定和要求,建立安全、通暢、運(yùn)行可靠、能力充足的生產(chǎn)系統(tǒng)。(■)井下生產(chǎn)系統(tǒng)1.運(yùn)煤系統(tǒng)煤炭由主井提升到地面2.通風(fēng)系統(tǒng)入風(fēng)井是主、副井,由風(fēng)井排出3.運(yùn)料排砰系統(tǒng)由副井進(jìn)入、排出4.排水系統(tǒng)由副井排出5.動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)由副井進(jìn)入(二)地面生產(chǎn)系統(tǒng)包括地面提升系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、排砰系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)和管道線路系統(tǒng)。
.地面生產(chǎn)系統(tǒng)類型(1)無(wú)加工設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)(2)設(shè)有選研設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)(3)設(shè)有篩分廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)(4)設(shè)有篩選場(chǎng)的地面生產(chǎn)系統(tǒng).地面排砰運(yùn)料系統(tǒng)(1)砰石場(chǎng)的選址及類型選址:工業(yè)場(chǎng)地、居民區(qū)的下風(fēng)方向;砰石不得堆放在水源上游和河床上。能自燃的砰石,不得堆放在煤層露頭、表土下10m以內(nèi)有煤層的地面上,或采空區(qū)可能塌陷而影響到井下的范圍內(nèi)。類型:分為平堆肝石場(chǎng)和高堆肝石場(chǎng)兩種。(2)材料、設(shè)備的運(yùn)輸:材料、設(shè)備的運(yùn)輸系統(tǒng)以副井為中心。.地面管線系統(tǒng)上下水管道、熱力管道、壓縮空氣管道、地下電纜、瓦斯抽放管路和灌漿管路等。第二節(jié)礦山開(kāi)采【考點(diǎn)一】采煤方法及工藝采煤工作面進(jìn)行采煤作業(yè)的場(chǎng)地,也稱為采場(chǎng)。采煤工作面的落煤高度稱為采高,采煤工作面的煤壁長(zhǎng)度稱為采煤工作面長(zhǎng)度。煤壁在采煤工作面中,直接進(jìn)行采掘的煤層暴露面。采煤工藝按照一定順序完成采煤工作面各道工序的方法及其相互配合;采煤工作面在一定時(shí)間內(nèi),按照一定的順序完成采煤工作各項(xiàng)工序的過(guò)程,稱為采煤工藝過(guò)程。(炮采、普采、綜采)采煤系統(tǒng)指采區(qū)內(nèi)的巷道布置系統(tǒng)以及為了正常生產(chǎn)而建立的采區(qū)內(nèi)用于運(yùn)輸、通風(fēng)等目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。采煤方法通常包括采區(qū)的采煤系統(tǒng)和采煤工藝的綜合及其在時(shí)間、空間上的相互配合。(地下開(kāi)采也稱井工開(kāi)采和露天開(kāi)采。)(二)采煤方法可分為地下開(kāi)采(也稱井工開(kāi)采)和露天開(kāi)采。地下采煤方法分為壁式體系采煤法和柱式體系采煤法。
壁式體系采煤法走向長(zhǎng)壁采煤法傾斜長(zhǎng)壁采煤法柱式體系采煤法分為房式和房柱式兩種類型采煤在煤房中進(jìn)行,煤柱可留下不采,或在煤房采完后再回采煤柱。前者稱為房式采煤法,后者稱為房柱式采煤法。3維示意圖:區(qū)段平巷通過(guò)采區(qū)車場(chǎng)與采區(qū)運(yùn)輸上山和軌道上山相聯(lián)。運(yùn)輸平巷、軌道平巷或者回風(fēng)平巷沿著煤層走向掘進(jìn),在進(jìn)行掘進(jìn)至“1”的位置時(shí)開(kāi)切眼將兩條巷道聯(lián)通,采煤裝備進(jìn)入后,采煤工作面開(kāi)始推進(jìn),工作面沿著傾斜布置,沿著煤層走向推進(jìn),這就是走向長(zhǎng)壁工作面(100?300m)。露天開(kāi)采是在煤炭資源埋藏淺的條件下,采用剝離煤層上部覆蓋層的方法進(jìn)行煤炭開(kāi)采的方式。分為間斷式、連續(xù)式和半連續(xù)式。間斷式:適用于各種地質(zhì)礦巖條件。連續(xù)式:連續(xù)式工藝勞動(dòng)效率高,易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,但只能用于松軟礦巖。半連續(xù)式:兼有以上兩者的特點(diǎn)。(三)采煤工藝采煤工藝發(fā)展三個(gè)階段第一階段主要為爆破落煤階段;第二階段為普通機(jī)械化采煤階段;第三階段為破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空區(qū)處理綜合機(jī)械化、自動(dòng)化階段,即綜合機(jī)械化采煤階段。(四)采煤工作面安全管理1.加強(qiáng)職工安全管理意識(shí)形成安全生產(chǎn)自我保護(hù)和互保的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.健全安全管理體制有權(quán)在危及人身安全的狀況下停止作業(yè)、撤出工作人員3.加強(qiáng)采煤工作面工程質(zhì)量管理4.嚴(yán)格執(zhí)行安全管理制度制定安全管理制度是采煤工作面安全管理的基礎(chǔ),堅(jiān)決貫徹落實(shí)安全管理制度是安全管理的關(guān)鍵5.采用先進(jìn)的安全技術(shù)設(shè)備6.制定完善的安全技術(shù)措施主要包括煤礦各類災(zāi)害事故的防治措施,采煤工作面生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)安全技術(shù)措施,機(jī)械電氣設(shè)備操作使用方法及安全管理的技術(shù)措施?!究键c(diǎn)二】采區(qū)設(shè)計(jì)(-)采區(qū)方案設(shè)計(jì).采區(qū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).采區(qū)設(shè)計(jì)圖采區(qū)設(shè)計(jì)必須符合《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50215)等文件的規(guī)定。采區(qū)設(shè)計(jì)方案編出后,由礦總工程師組織有關(guān)人員進(jìn)行審查,提出意見(jiàn),經(jīng)修改后,礦總工程師簽字后上報(bào)礦務(wù)局(集團(tuán))。礦務(wù)局(集團(tuán))總工程師接到上報(bào)的采區(qū)設(shè)計(jì)后,負(fù)責(zé)組織有關(guān)技術(shù)、安監(jiān)等部門(mén)人員對(duì)采區(qū)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查和提出意見(jiàn),最后由礦務(wù)局(集團(tuán))總工程師審批。采區(qū)設(shè)計(jì)圖一般包括:(1)采區(qū)巷道布置平面圖及剖面圖。(2)采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)圖。(3)采區(qū)車場(chǎng)平面圖、剖面圖及線路坡度圖。(4)交岔點(diǎn)、斷面圖。(5)巷道斷面圖。(6)采區(qū)碉室圖。(7)采煤方法圖。3.采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)圖:①采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)圖(包括煤、砰、材料、設(shè)備、人員的運(yùn)輸);②采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)監(jiān)測(cè)儀的布置圖;③采區(qū)供電、通信、壓風(fēng)、排水、防塵、灌漿及瓦斯抽放系統(tǒng)(管線布置)圖;④采區(qū)機(jī)械配備圖,并標(biāo)注達(dá)到采區(qū)生產(chǎn)能力期間主要設(shè)備的配備及安設(shè)地點(diǎn)、型號(hào)及
數(shù)量。以上生產(chǎn)系統(tǒng)圖可分別繪制,也可繪制在??張圖上?!究键c(diǎn)三】井巷掘進(jìn)和支護(hù)巷道斷面有曲線形和折線形兩類,一般巷道圍巖壓力小的情況下采用折線巷道,圍巖壓力大、圍巖松軟破碎時(shí)采用采用曲線形斷面。井下巷道必須進(jìn)行支護(hù),具體支護(hù)材料可以選擇噴射混凝土、料石砌硝、“工”字鋼支架、“U”形鋼棚、錨桿錨索等?!究键c(diǎn)四】巷道頂板事故的防治掘進(jìn)工作面頂板事故發(fā)生原因有兩類:第一,掘進(jìn)破巖后,頂部存在將與巖體失去聯(lián)系的巖塊,如果支護(hù)不及時(shí),該巖塊可能與巖體完全失去聯(lián)系而冒落;第二,掘進(jìn)工作面附近已支護(hù)部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊,一旦支護(hù)失效,就會(huì)冒落造成事故。預(yù)防掘進(jìn)工作面頂板事故有以下措施:(1)根據(jù)掘進(jìn)工作面圍巖性質(zhì),嚴(yán)格控制控頂距;當(dāng)掘進(jìn)工作面遇到斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時(shí),棚子應(yīng)緊靠掘進(jìn)工作面。(2)嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度,危石必須挑下,無(wú)法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。(3)在地質(zhì)破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)掘進(jìn)巷道時(shí)要縮小棚距,在掘進(jìn)工作面附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體,防止棚子被推垮,必要時(shí)還要打中柱。(4)掘進(jìn)工作面冒頂區(qū)及破碎帶必須背嚴(yán)接實(shí),必要時(shí)要掛金屬網(wǎng)防止漏空。(5)掘進(jìn)工作面炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質(zhì)、支架與掘進(jìn)工作面距離相適應(yīng),以防止因爆破而崩倒棚子。(6)采用“前探掩護(hù)支架”,使工人在頂板有防護(hù)的條件下出肝、支護(hù),防止冒頂傷人。第三節(jié)煤礦安全技術(shù)規(guī)程和規(guī)范一、《煤礦安全規(guī)程》二、《爆破安全規(guī)程》三、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》
四、《礦井防滅火規(guī)范》五、《煤礦井下粉塵防治規(guī)范》六、《煤礦防治水細(xì)則》“一通三防”:礦井通風(fēng);防治瓦斯、防治煤塵、防治礦井火災(zāi)。第二章礦井通風(fēng)第一節(jié)礦井有害氣體及氣候條件【考點(diǎn)一】礦井通風(fēng)作用.供給井下工人足夠新鮮空氣,滿足人員呼吸需要;.稀釋和排除井下有害氣體、煤塵;.參與井下火災(zāi)防治,調(diào)整有害氣體散布方向;.調(diào)節(jié)井下氣候條件,如降溫等,提高生產(chǎn)效率。礦井常見(jiàn)的有害氣體有二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氮?dú)狻⒍趸?、二氧化硫、氨氣、甲烷、氫氣等?!究键c(diǎn)二】礦井空氣中有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn)礦井有害氣體最高允許濃度表27礦井有害氣體最高允許濃度有害氣體名稱符號(hào)最高允許濃度%PPM一氧化碳CO0.002424氧化氮(換算成二氧化氮)no20.000252.5二氧化硫SO20.00055硫化氫h2s0.000666.6氨nh30.00440口訣:愛(ài)死一碳,二氮愛(ài)吾,五三二流,氫六六六,不三不四補(bǔ)充:采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中,氧氣濃度不低于20%【空氣21%],二氧化碳濃度不超過(guò)0.5%?!究键c(diǎn)三】礦井氣候條件及測(cè)定礦井氣候是指礦井空氣的溫度、濕度和流速這3個(gè)參數(shù)綜合作用的狀態(tài)。礦井氣候?qū)θ梭w熱平衡的影響:
人體散熱主要是通過(guò)人體皮膚表面與外界的對(duì)流、輻射和蒸發(fā)這3種基本形式進(jìn)行的。對(duì)流散熱主要取決于周圍空氣的溫度和流速輻射散熱主要取決于周圍物體的表面溫度蒸發(fā)散熱主要取決于周圍空氣的相對(duì)濕度和流速【考點(diǎn)四】礦井氣候條件的安全標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)現(xiàn)行評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)是干球溫度:當(dāng)采掘工作面空氣溫度超過(guò)26C、機(jī)電設(shè)備碉室超過(guò)30c時(shí),必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間,并給予高溫保健待遇,當(dāng)采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30C、機(jī)電設(shè)備碉室超過(guò)34c時(shí),必須停止作業(yè)。新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí),必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算,超溫地點(diǎn)必須有降溫設(shè)施。第二節(jié)礦井通風(fēng)阻力礦井通風(fēng)阻力按其產(chǎn)生的地點(diǎn)和原因可以分為兩大類:沿程阻力(常稱為摩擦阻力)和局部阻力。風(fēng)流在井巷中均勻流動(dòng)時(shí),沿程受到井巷固定壁面的限制所產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力。風(fēng)流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于邊壁條件的變化,使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受到阻礙物的影響而破壞,從而引起風(fēng)流流速的大小和方向或分布的變化,產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致風(fēng)流能量損失,稱為局部阻力?!究键c(diǎn)一】通風(fēng)阻力測(cè)定(-)摩擦阻力%、摩擦風(fēng)阻R,測(cè)定_aLURf%=RfQ?力=*Q2a摩擦阻力系數(shù);Q一風(fēng)星,m3/s;L一巷道長(zhǎng)度,m;U一_aLURfS一斷面面積,m2o力值是反映巷道特征的一個(gè)重要參數(shù)。由公式可看出,當(dāng)風(fēng)量Q不變時(shí),%與勺成正比。因此,勺也是反應(yīng)井巷通風(fēng)難易程度的一個(gè)重要指標(biāo)。(三)摩擦阻力系數(shù)a測(cè)定根據(jù)通風(fēng)阻力定律,若已測(cè)得巷道的摩擦阻力h、風(fēng)量Q和該段巷道的幾何參數(shù),參閱有關(guān)公式,即可求得巷道的摩擦阻力系數(shù)a?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)必須選擇支護(hù)形式一致、巷道斷面不變和方向不變(不存在局部阻力)的巷道。(2)準(zhǔn)確測(cè)算摩擦風(fēng)阻R和摩擦阻力系數(shù)a的關(guān)鍵是要測(cè)準(zhǔn)h和Q的值。測(cè)定斷面應(yīng)選擇在風(fēng)流較穩(wěn)定的區(qū)域。在局部阻力物前布置測(cè)點(diǎn),距離不得小于巷寬的3倍;在局部阻力物后布置測(cè)點(diǎn),距離不得小于巷寬的8?12倍。測(cè)段距離和風(fēng)量均較大,壓差不低于20Pao(3)用風(fēng)表測(cè)斷面平均風(fēng)速時(shí)應(yīng)和測(cè)壓同步進(jìn)行,防止由于各種原因(風(fēng)門(mén)開(kāi)閉、車輛通過(guò)等)使測(cè)段風(fēng)量變化產(chǎn)生影響。一般用壓差計(jì)法測(cè)定R和a。新的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),各分支a值一般都是查資料,然后根據(jù)各井巷的長(zhǎng)度L、周長(zhǎng)U、斷面面積S。依/?=£孚算出各分支R值。S3【考點(diǎn)二】降阻措施(一)降低摩擦阻力的措施根據(jù)公式記憶,總條目考簡(jiǎn)答題,細(xì)節(jié)考選擇題.減小摩擦阻力系數(shù)a光滑,對(duì)于服務(wù)年限長(zhǎng)的主要井巷,應(yīng)盡可能采用砌51支護(hù)方式。錨噴支護(hù)的巷道,應(yīng)盡量采用光面爆破,使巷壁的凹凸度不大于50mm。對(duì)于支架巷道,也要盡可能使支架整齊;.保證有足夠大的井巷斷面在其他參數(shù)不變時(shí),井巷斷面擴(kuò)大33%,風(fēng)阻可減少50%,井巷通過(guò)風(fēng)量一定時(shí),其通風(fēng)阻力和能耗可減少一半。.盡量選用周長(zhǎng)(U)較小的斷面在井巷斷面相同的條件下,圓形斷面的周長(zhǎng)最小,拱形斷面次之、矩形、梯形斷面的周長(zhǎng)較大。因此,立井井筒采用圓形斷面,斜井、石門(mén)、大巷等主要井巷要采用拱形斷面,次要巷道以及采區(qū)內(nèi)服務(wù)時(shí)間不長(zhǎng)的巷道才采用梯形斷面。
.減少巷道長(zhǎng)度L.避免巷道內(nèi)風(fēng)量過(guò)于集中,即減小風(fēng)量Q盡可能使礦井的總進(jìn)風(fēng)早分開(kāi),使礦井的總回風(fēng)晚匯合。(二)減少局部阻力的方法主要是減少風(fēng)流的沖擊。.當(dāng)連接不同斷面的巷道時(shí),要把連接的邊緣做成斜線或圓弧形。.巷道拐彎時(shí),轉(zhuǎn)角6越小越好。.減少產(chǎn)生局部阻力地點(diǎn)的風(fēng)速及巷道的粗糙度。.在風(fēng)筒或通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口安裝集風(fēng)器,在出風(fēng)口安裝擴(kuò)散器。.及時(shí)清理巷道中的堆積物.第三節(jié)礦井通風(fēng)動(dòng)力【考點(diǎn)一】自然風(fēng)壓(一)自然風(fēng)壓及其形成在一個(gè)有高差的閉合回路中,由于兩側(cè)空氣柱的密度不等,而在回路中形成的壓差,就稱為自然風(fēng)壓,這種由自然因素作用而形成的通風(fēng)就叫自然通風(fēng)。Hn=Zg(p?ni—Pm2)HN一自然風(fēng)壓;Z—礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離,m;09一重力加速度,小人2,5X9.8m/s2; _Pm—07-2的空氣密度平均值,kg/m\1Pm2-5-4-3的空氣密度平均值,kg/m3oPi(二)自然風(fēng)壓的影響因素及其變化規(guī)律當(dāng)其作用方向與風(fēng)機(jī)的作用方向相同時(shí),稱自然風(fēng)壓為正,二者聯(lián)合作用克服風(fēng)流流動(dòng)阻力;相反時(shí),稱自然風(fēng)壓為負(fù),自然風(fēng)壓成為機(jī)械通風(fēng)的阻力。(1)礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱溫差是影響自然風(fēng)壓的主要因素。山區(qū)淺井,自然風(fēng)壓大小和方向受地面氣溫影響較為明顯,一年中自然風(fēng)壓發(fā)生周期性的變化。對(duì)于深井,受影響小,一年四季變化較小,有的可能不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的自然風(fēng)。曲線1:淺井自然風(fēng)壓變化規(guī)律曲線2:深井自然風(fēng)壓變化規(guī)律(2)空氣成分和濕度影響空氣的密度,對(duì)自然風(fēng)壓的影響較小。(3)井深對(duì)自然風(fēng)壓有一定影響。(4)主要通風(fēng)機(jī)工作對(duì)自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定影響。(三)自然風(fēng)壓的利用和控制(1)新設(shè)計(jì)礦井在選擇開(kāi)拓方案時(shí),應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐匦魏蜌夂蛱攸c(diǎn),使全年大部分時(shí)間內(nèi)自然風(fēng)壓的作用方向與機(jī)械風(fēng)壓的作用方向一致。例如在山區(qū)應(yīng)盡可能增大進(jìn)回風(fēng)井井口標(biāo)高差,并使進(jìn)風(fēng)井口布置在陰面,回風(fēng)井口布置在陽(yáng)面。(2)根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律,適時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn),以保證既能滿足礦井的需風(fēng)量,又能節(jié)約用電。冬季自然風(fēng)壓作用方向與風(fēng)機(jī)作用方向一致時(shí),可適當(dāng)降低風(fēng)機(jī)工作能力。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停轉(zhuǎn),自然風(fēng)壓變成了唯一的通風(fēng)動(dòng)力,可打開(kāi)防爆蓋,利用自然通風(fēng)作為非常時(shí)期的通風(fēng)動(dòng)力。(3)多風(fēng)井的山區(qū),尤其是高瓦斯礦井,必須掌握自然風(fēng)壓的分布規(guī)律,防止自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無(wú)風(fēng)或風(fēng)流反向,從而引發(fā)事故。
【考點(diǎn)二】通風(fēng)機(jī)類型根據(jù)通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造不同,礦用通風(fēng)機(jī)可分為離心式通風(fēng)機(jī)與軸流式通風(fēng)機(jī)兩類。葉輪上有數(shù)個(gè)翼形葉片,葉片以一定角度用螺桿固定在輪殼上,這個(gè)角度就稱為葉片安裝角,它是指葉片風(fēng)流入口處與出口處的連線與葉輪旋轉(zhuǎn)的切線方向之間的夾角。葉片安裝角根據(jù)需要可以調(diào)整?!究键c(diǎn)三】局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)(一)壓入式通風(fēng)機(jī)概念:壓入式通風(fēng)是利用局部通風(fēng)機(jī)將新鮮空氣經(jīng)風(fēng)筒壓入工作面,而污風(fēng)則由巷道排出,局部通風(fēng)機(jī)安裝在新鮮風(fēng)流中,設(shè)備簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn):易于排出工作面的污風(fēng)和礦塵,通風(fēng)效果好。不易引起瓦斯、煤塵爆炸,故安全性好。既可使用硬性風(fēng)筒,又可使用柔性風(fēng)筒,適應(yīng)性較強(qiáng)。缺點(diǎn):工作面的污風(fēng)沿獨(dú)頭巷道排往回風(fēng)巷,不利于巷道中作業(yè)人員呼吸。爆破后炮煙由巷道排出的速度慢,時(shí)間較長(zhǎng),影響掘進(jìn)速度的提高。壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置,必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中,距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得小于10m;全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量。(-)抽出式通風(fēng)概念:新鮮空氣由巷道進(jìn)入工作面,污風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)抽出。優(yōu)點(diǎn):巷道中為新鮮空氣,爆破輔助時(shí)間短,有利于提高掘進(jìn)速度。缺點(diǎn):通風(fēng)效果不良,有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn),安全性差。抽出式通風(fēng)只能使用硬性風(fēng)筒,不能使用柔性風(fēng)筒,適應(yīng)性較差。
(三)混合式通風(fēng)概念:混合式通風(fēng)就是把上述兩種通風(fēng)方式同時(shí)混合使用。新風(fēng)是利用壓入式局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒壓入工作面,而污風(fēng)則由抽出式局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒排出。優(yōu)點(diǎn):既有壓入式通風(fēng)有效射程長(zhǎng),通風(fēng)效果好的優(yōu)點(diǎn),又有抽出式通風(fēng)巷道空氣不受污染、排煙快的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn):不但回風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn),而且進(jìn)風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)設(shè)于獨(dú)頭巷道中,在有瓦斯、煤塵積聚的情況下,開(kāi)動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)也有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險(xiǎn)?;旌鲜酵L(fēng)要多一套局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備,電能消耗大,管理也較復(fù)雜。>10—>10—選擇局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式時(shí),必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》第一百六十三條的規(guī)定:煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí),應(yīng)當(dāng)采用壓入式,不得采用抽出式(壓氣、水力引射器不受此限):如果采用混合式,必須制定安全措施。瓦斯噴出區(qū)域和突出煤層采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí),必須米用壓入式。第四節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方法、通風(fēng)方式和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱。通風(fēng)方法:抽出式、壓入式和壓入-抽出聯(lián)合式。通風(fēng)方式:中央并列式、中央邊界式、對(duì)角式及混合式。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò):串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)及復(fù)雜連接?!究键c(diǎn)一】通風(fēng)方法我國(guó)大部分礦井采用抽出式通風(fēng):.抽出式通風(fēng)在主要進(jìn)風(fēng)道不需要安設(shè)風(fēng)門(mén),便于運(yùn)輸、行人,使通風(fēng)管理工作容易。.同時(shí)在瓦斯礦井采用抽出式通風(fēng),當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),井下風(fēng)流壓力提高,在短時(shí)間內(nèi)可以防止瓦斯從采空區(qū)涌出,比較安全。壓入式通風(fēng)之所以少用,主要是在礦井進(jìn)風(fēng)路線上漏風(fēng)較大,使通風(fēng)管理工作較難,而且壓入式通風(fēng)使井下風(fēng)流處于正壓狀態(tài),當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停轉(zhuǎn)時(shí),風(fēng)壓降低,有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加,造成瓦斯積聚。但是當(dāng)開(kāi)采煤田上部第一水平而且瓦斯不太嚴(yán)重、地面塌陷區(qū)分布較廣的礦井時(shí),宜采用壓入式通風(fēng)。壓入一抽出聯(lián)合式通風(fēng)雖能產(chǎn)生較大的通風(fēng)壓力以適應(yīng)大阻力礦井的需要,且使礦井內(nèi)部漏風(fēng)較小,但因通風(fēng)管理比較復(fù)雜,故一般很少采用。【考點(diǎn)二】各種通風(fēng)方式的比較.中央并列式通風(fēng)優(yōu)點(diǎn):地面建筑集中,便于管理;兩個(gè)井筒集中,便于開(kāi)掘,便于延深,井筒安全煤柱少,反風(fēng)容易;初期開(kāi)拓工程量小,故投資少,出煤較快。缺點(diǎn):風(fēng)路較長(zhǎng),阻力較大,而且風(fēng)壓不穩(wěn)定,通風(fēng)電力費(fèi)用較大,風(fēng)機(jī)效率較低;由于進(jìn)出風(fēng)井距離太近,特別是井底漏風(fēng)較大,容易造成風(fēng)流短路,安全出口少,不適用于高瓦斯礦井、突出礦井、煤層容易自燃礦井及有熱害的新建礦井。.通風(fēng)方式選擇序號(hào)通風(fēng)方式選擇1中央并列式煤層傾角大、埋藏深,但走向長(zhǎng)度不大(小于4km),而且瓦斯不大、自然發(fā)火不嚴(yán)重,地表又無(wú)煤層露頭的新建礦井。
2中央邊界式煤層傾角較小、埋藏較淺,走向長(zhǎng)度不大,而且瓦斯大、自然發(fā)火比較嚴(yán)重的新建礦井。3兩翼對(duì)角式煤層走向長(zhǎng)度較大(超過(guò)44km)、井型較大,煤層上部距地表較淺,瓦斯和自然發(fā)火嚴(yán)重的新建礦井,或者瓦斯等級(jí)低,但煤層走向較長(zhǎng),井型較大的新建礦井4分區(qū)對(duì)角壓入式礦井瓦斯等級(jí)低,煤層自然發(fā)火性小,但山巒起伏,無(wú)法開(kāi)掘總回風(fēng)道,且地面小窯塌陷區(qū)嚴(yán)重,煤層露頭多的新建礦井。高瓦斯,煤層自然發(fā)火性和煤塵爆炸性均較強(qiáng),地面又起伏很大的礦井。5混合式煤層埋藏深,井田規(guī)模大,瓦斯較大,煤層較多的老礦井。【考點(diǎn)三】通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)(一)串聯(lián)通風(fēng)及其特性兩條或兩條以上的通風(fēng)巷道循序地首尾互相連接在一起,中間沒(méi)有風(fēng)流分匯點(diǎn)的線路叫串聯(lián)風(fēng)路。風(fēng)流依次流經(jīng)各串聯(lián)風(fēng)路(巷道)且中間無(wú)分支風(fēng)路(巷道)的通風(fēng)方式叫串聯(lián)通風(fēng)。如圖所示,由1,2,3,4,5五條分支組成串聯(lián)風(fēng)路。1總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)展,(?串=Q1=Q2=…=Qn.總風(fēng)壓(阻力)等于各分支風(fēng)壓(阻力)之和,即:九串=電+電+???+%=陽(yáng).總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和,即:力1+也2+,,,+*= 早 =%+&+???+Kn——―?……??——? Ql、h]、RiQ?、%2、& Qn、刈、Rn
.串聯(lián)風(fēng)路等積孔與各分支等積孔間的關(guān)系等積孔:就是用一個(gè)與井巷或礦井風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)睦硐肟椎拿娣e值來(lái)衡量井巷或者礦井通風(fēng)難易程度的抽象概念。等積孔越大,通風(fēng)越容易。假定在無(wú)限空間有一薄壁,在薄壁上開(kāi)一面積為A的孔口,當(dāng)孔口通過(guò)的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量,而且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時(shí),孔口的面積A就叫該礦井的等積孔。(-)并聯(lián)通風(fēng)及其特性兩條或兩條以上的通風(fēng)巷道,自空氣能量(壓力)相等的某一匯點(diǎn)分開(kāi),到另一能量(壓力)相等的匯點(diǎn)匯合,形成一個(gè)或幾個(gè)網(wǎng)孔,其中沒(méi)有交叉通風(fēng)巷道的連接形式叫并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。各用風(fēng)地點(diǎn)按照并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接形式進(jìn)行通風(fēng),叫并聯(lián)通風(fēng)。1(-)并聯(lián)通風(fēng)及其特性兩條或兩條以上的通風(fēng)巷道,自空氣能量(壓力)相等的某一匯點(diǎn)分開(kāi),到另一能量(壓力)相等的匯點(diǎn)匯合,形成一個(gè)或幾個(gè)網(wǎng)孔,其中沒(méi)有交叉通風(fēng)巷道的連接形式叫并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。各用風(fēng)地點(diǎn)按照并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接形式進(jìn)行通風(fēng),叫并聯(lián)通風(fēng)。1.總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和,即<?并=<?并=Q1+ +…+Qn2.總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓,即八并==八并==h2=…=hn.并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻與各分支風(fēng)阻的關(guān)系.并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)等積孔等于各分支等積孔之和,即/(X學(xué)(三)串聯(lián)通風(fēng)與并聯(lián)通風(fēng)的比較并聯(lián)通風(fēng):并聯(lián)通風(fēng)的風(fēng)路越多,等積孔就越大,風(fēng)阻越小,通風(fēng)越容易,通風(fēng)動(dòng)力費(fèi)用也就越少;并聯(lián)通風(fēng)中各分支風(fēng)流都較新鮮;若一條風(fēng)流中發(fā)生事故,對(duì)其余風(fēng)流影響較小,安全性好;此外,并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)容易調(diào)節(jié)風(fēng)量,能有效利用風(fēng)量。串聯(lián)通風(fēng):串聯(lián)通風(fēng)總風(fēng)阻大,等積孔小,通風(fēng)困難;前段風(fēng)道的污風(fēng)必然流向后段風(fēng)道,后段風(fēng)道難以獲得新鮮風(fēng)流:在串聯(lián)風(fēng)流中若有一個(gè)地點(diǎn)發(fā)生事故,容易波及整個(gè)風(fēng)流;串聯(lián)風(fēng)流中的各工作地點(diǎn)不能進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié),不能有效利用風(fēng)量。并聯(lián)通風(fēng)經(jīng)濟(jì)、安全、可靠?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定,每一生產(chǎn)水平和每一采區(qū),都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道,實(shí)行分區(qū)通風(fēng)(即并聯(lián)通風(fēng))。(四)角聯(lián)通風(fēng)及其特性角聯(lián)通風(fēng):并聯(lián)的兩條風(fēng)路之間,還有一條或數(shù)條風(fēng)路連通的連接形式叫角聯(lián)通風(fēng)。BC巷道稱為對(duì)角巷道,其風(fēng)流為對(duì)角風(fēng)流。特性:對(duì)角巷道中風(fēng)流方向是不穩(wěn)定的,風(fēng)流可能由B流向C,也可能由C流向B,或BC巷道中無(wú)風(fēng)。對(duì)角巷道中風(fēng)流的變化取決于各鄰近巷道風(fēng)阻值的比例,這就是角聯(lián)的特性。
原則:分支的風(fēng)向取決于其始、末節(jié)點(diǎn)間的壓能值。風(fēng)流由能位高的節(jié)點(diǎn)流向能位低的節(jié)點(diǎn):當(dāng)兩點(diǎn)能位相同時(shí),風(fēng)流停滯;當(dāng)始節(jié)點(diǎn)能位低于末節(jié)點(diǎn)時(shí),風(fēng)流反向。DD好BC巷道中無(wú)風(fēng)流通過(guò)DD好BC巷道中無(wú)風(fēng)流通過(guò)風(fēng)流由C流向B(五)解算通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的基本定律風(fēng)流在井巷中的流動(dòng),可以認(rèn)為是連續(xù)的穩(wěn)定流動(dòng)。.通風(fēng)阻力定律一般情況下,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的風(fēng)流都近似紊流狀態(tài),其流動(dòng)遵循以下阻力定律。h=RQ2.風(fēng)量平衡定律根據(jù)風(fēng)流的連續(xù)性,在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中,流進(jìn)匯點(diǎn)或閉合風(fēng)路的風(fēng)量,等于流出匯點(diǎn)或閉合風(fēng)路的風(fēng)量,井規(guī)定流入為正,流出為負(fù)。風(fēng)路中任一匯點(diǎn)或閉合風(fēng)路的風(fēng)量代數(shù)和等于零。即2<?(=0.風(fēng)壓平衡定律通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)閉合回路內(nèi)的風(fēng)壓,一般規(guī)定順時(shí)針為正,逆時(shí)針為負(fù),各個(gè)風(fēng)壓的代數(shù)和等于零,即E砥=o
當(dāng)閉合回路中有通風(fēng)動(dòng)力(通風(fēng)機(jī)或自然風(fēng)壓)存在時(shí),則通風(fēng)動(dòng)力的代數(shù)和與各風(fēng)路風(fēng)壓的代數(shù)和相等,即E九7?+Eh可一£h/?=o,“一通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的代數(shù)和,其符號(hào)可以順時(shí)針?lè)较蛉≌?逆時(shí)針?lè)较蛉∝?fù);£如一自然風(fēng)壓的代數(shù)和,符號(hào)取法同上;£心一閉合回路中各風(fēng)壓的代數(shù)和,符號(hào)取法同上?!究键c(diǎn)四】通風(fēng)設(shè)施(一)引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施風(fēng)碉:是連接通風(fēng)機(jī)裝置和風(fēng)井的一段巷道,多用混凝土、磚石等材料建筑。(1)風(fēng)碉應(yīng)有足夠大的斷面,要求風(fēng)速不超過(guò)15m/s。(2)風(fēng)碉不宜過(guò)長(zhǎng),與井筒連接處要平緩,靠近通風(fēng)機(jī)一段不能有直角拐彎,斷面以圓形為最好,內(nèi)壁要光滑,拐彎要平緩,要保持風(fēng)碉內(nèi)無(wú)堆積物,良好的風(fēng)碉的風(fēng)阻值應(yīng)較小,風(fēng)碉阻力不宜過(guò)大。(3)風(fēng)碉及閘門(mén)等裝置結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密。風(fēng)橋:是將兩股平面交叉的新、污風(fēng)流隔成立體交叉的一種通風(fēng)設(shè)施,污風(fēng)從橋上通過(guò),新風(fēng)從橋下通過(guò)。線道式、混凝土、鐵筒風(fēng)橋。繞道式風(fēng)橋:服務(wù)年限很長(zhǎng),通過(guò)風(fēng)量20m3/s以上。
鐵筒風(fēng)橋:服務(wù)年限很短,通過(guò)風(fēng)量在10m3/s以下。(二)鐵筒風(fēng)橋:服務(wù)年限很短,通過(guò)風(fēng)量在10m3/s以下。(二)隔斷風(fēng)流的設(shè)施防爆門(mén)(蓋):是裝有通風(fēng)機(jī)的井筒為防止瓦斯爆炸時(shí)毀壞通風(fēng)機(jī)的安全設(shè)施。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí),防爆門(mén)(蓋)即能被氣浪沖開(kāi),爆炸波直接沖入大氣,從而起到保護(hù)通風(fēng)機(jī)的作用。當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),打開(kāi)防爆門(mén)(蓋),還可使礦井保持自然通風(fēng)。機(jī)的作用。當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),打開(kāi)防爆門(mén)(蓋),還可使礦井保持自然通風(fēng)。擋風(fēng)墻:在不允許風(fēng)流通過(guò),也不允許行人、行車的井巷,如采空區(qū)、舊巷、火區(qū)以及進(jìn)風(fēng)大巷與回網(wǎng)大巷的聯(lián)絡(luò)巷。風(fēng)門(mén):在不允許風(fēng)流通過(guò),但需行人或行車的巷道內(nèi),必須設(shè)置風(fēng)門(mén)。
安裝風(fēng)門(mén)的卷道紅外線傳星21風(fēng)口田割安裝風(fēng)門(mén)的卷道紅外線傳星21風(fēng)口田割M土箱機(jī)【考點(diǎn)五】漏風(fēng)及有效風(fēng)量(一)礦井漏風(fēng)及其危害性有效風(fēng)量:礦井中流至各用風(fēng)地點(diǎn),起到通風(fēng)作用的風(fēng)量。漏風(fēng):未經(jīng)用風(fēng)地點(diǎn)而經(jīng)過(guò)采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風(fēng)構(gòu)筑物和煤巖裂隙等直接流(滲)入回風(fēng)道或排出地表的風(fēng)量。漏風(fēng)危害:使工作面和用風(fēng)地點(diǎn)有效風(fēng)量減少,礦井氣候和衛(wèi)生條件惡化,增加未謂的電能消耗,并可導(dǎo)致煤炭自燃等事故。減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量是通風(fēng)管理部門(mén)的基本任務(wù)。(二)漏風(fēng)的分類及原因.漏風(fēng)的分類礦井漏風(fēng)按其地點(diǎn)可分為:(1)外部漏風(fēng)(井口漏風(fēng))。泛指地表附近,如箕斗井井口,地面主通風(fēng)機(jī)附近的井口、防爆蓋、反風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)閘門(mén)等處向回風(fēng)井胴的漏風(fēng);當(dāng)井巷距離地面較近時(shí),地面空氣通過(guò)采空區(qū)、裂隙、斷層等流入回風(fēng)井碉的漏風(fēng)也屬于外部漏風(fēng)。(2)內(nèi)部漏風(fēng)(或稱井下漏風(fēng))。指經(jīng)過(guò)各種漏風(fēng)通道由井下進(jìn)風(fēng)巷道漏入回風(fēng)巷道的漏風(fēng),如通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)、采空區(qū)以及煤巖裂隙等的漏風(fēng)等。.漏風(fēng)的原因當(dāng)有漏風(fēng)通路存在,并在其兩端有壓差時(shí),就可產(chǎn)生漏風(fēng)。漏風(fēng)風(fēng)流通過(guò)孔隙的流態(tài),視孔隙情況和漏風(fēng)大小而異。(三)礦井漏風(fēng)率及有效風(fēng)量率(1)礦井有效風(fēng)量Qe是指風(fēng)流通過(guò)井下各工作地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量總和。(2)礦井有效風(fēng)量率是礦井有效風(fēng)量Qe與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井有效風(fēng)
量率應(yīng)不低于85%o(3)礦井外部漏風(fēng)量指直接由主要通風(fēng)機(jī)裝置及其風(fēng)井附近地表漏失的風(fēng)量總和。(可用各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的總和減去礦井總回風(fēng)量或總進(jìn)風(fēng)量)。(4)礦井外部漏風(fēng)率指礦井外部漏風(fēng)量QL與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井主要通風(fēng)機(jī)裝置外部漏風(fēng)率無(wú)提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò)5%,有提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò)15%,【考點(diǎn)六】風(fēng)量調(diào)節(jié)把采區(qū)內(nèi)各工作面之間、采區(qū)之間以及各生產(chǎn)水平之間的風(fēng)量調(diào)節(jié),叫局部風(fēng)量調(diào)節(jié);把增減礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié),稱為礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)。(一)局部風(fēng)量調(diào)節(jié).增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法是通過(guò)在巷道中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗等設(shè)施,增大巷道局部阻力,從而降低與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量,或增大與其并聯(lián)的通路中的風(fēng)量。.降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法在風(fēng)阻較大的風(fēng)路中設(shè)法降低風(fēng)阻,從而增大與該巷道處于同一通路中的風(fēng)量,或降低與其并聯(lián)的通路中的風(fēng)量。.各種調(diào)節(jié)方法的評(píng)價(jià)增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行,工程費(fèi)用少。但由于它增加了礦井風(fēng)阻,礦井總風(fēng)量要減少,致使被調(diào)節(jié)的并聯(lián)風(fēng)路中,一風(fēng)路減少的風(fēng)量,超過(guò)另一風(fēng)路增加的風(fēng)量。這種方法只適于在服務(wù)年限不長(zhǎng),調(diào)節(jié)地區(qū)的總風(fēng)阻占礦井總風(fēng)阻的比重不大的采區(qū)中進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。對(duì)于礦井主要風(fēng)路,特別是在阻力搭配不均的礦井兩翼調(diào)風(fēng),則應(yīng)盡量避免采用:否則,不但不能收到預(yù)期效果,還會(huì)使全礦通風(fēng)惡化。降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是減少了礦井總風(fēng)阻,增加了礦井總風(fēng)量,調(diào)風(fēng)效果顯著。和增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法相比,主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)電費(fèi)較低。但擴(kuò)大巷道斷面或修復(fù)舊巷甚至另開(kāi)井聯(lián)巷道,工程量較大,耗費(fèi)也多,施工時(shí)間較長(zhǎng)。(二)礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié).改變主要通風(fēng)機(jī)特性的方法①改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比,風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比。轉(zhuǎn)速越大,通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓越大。方法是更換電動(dòng)機(jī)和改變減速器傳動(dòng)比。②改變軸流式通風(fēng)機(jī)工作輪葉片安裝角可以改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量。③利用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)可使風(fēng)流在進(jìn)入工作輪之前旋轉(zhuǎn)。.改變通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻改變通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻,也可以改變通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。對(duì)于通風(fēng)阻力過(guò)大的礦井,應(yīng)該采取減阻措施來(lái)改變礦井風(fēng)阻特性曲線,從而達(dá)到增加礦井風(fēng)量的目的。第五節(jié)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)【考點(diǎn)一】礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求.每一礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。.進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)向頻率,布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方。.箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井,如果兼作回風(fēng)井使用,必須采取措施,滿足安全的要求。.多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng),在滿足風(fēng)量按需分配的前提下,各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓應(yīng)接近。.每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一采區(qū),必須布置回風(fēng)巷,實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。.井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流,回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。.井下充電室必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng),回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷?!究键c(diǎn)二】礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要步驟.對(duì)影響通風(fēng)設(shè)計(jì)的自然因素進(jìn)行必要的概述。.提出礦井通風(fēng)系統(tǒng)可行方案,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇最佳通風(fēng)系統(tǒng)。.礦井風(fēng)量計(jì)算和分配。.礦井總負(fù)壓計(jì)算。.選擇礦井通風(fēng)機(jī)。.計(jì)算礦井通風(fēng)等積孔,評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度。.選擇井下通風(fēng)構(gòu)筑物,包括種類、數(shù)量及使用地點(diǎn)。.繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)小意圖。.編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。一自二佳三分算,負(fù)壓選機(jī)評(píng)易難,七選八繪最后編?!究键c(diǎn)三】礦井風(fēng)量計(jì)算(一)礦井需要風(fēng)量計(jì)算礦井需要的風(fēng)量應(yīng)當(dāng)按下列要求分別計(jì)算,并選取其中的最大值:井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算,每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4n?;②按采掘工作面、嗣室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量,必須使該地點(diǎn)的風(fēng)流中的甲烷、二氧化碳和其他有害氣體的濃度,風(fēng)速、溫度及每人供風(fēng)量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。使用煤礦用防爆型柴油動(dòng)力裝置機(jī)車運(yùn)輸?shù)牡V井,行駛車輛巷道的供風(fēng)量還應(yīng)當(dāng)按同時(shí)運(yùn)行的最多車輛數(shù)增加巷道配風(fēng)量,配風(fēng)量不小于411?/(min-kW)o煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件制定風(fēng)量計(jì)算方法,至少每5年修訂1次。礦井必須建立測(cè)風(fēng)制度,每10天至少進(jìn)行1次全面測(cè)風(fēng)。礦井各用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量計(jì)算應(yīng)按照采煤、掘進(jìn)、碉室及其他需風(fēng)地點(diǎn)分別計(jì)算。1.采煤工作面風(fēng)量計(jì)算采煤工作面按照下列因素分別計(jì)算,取其最大值,最后按照最低風(fēng)速(0.25m/s)和最高風(fēng)速(4m/s)驗(yàn)算:(1)按瓦斯涌出量計(jì)算。根據(jù)采煤工作面瓦斯涌出量,按采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不超過(guò)現(xiàn)或二氧化碳的濃度不超過(guò)1.5%進(jìn)行計(jì)算。(2)按進(jìn)風(fēng)流溫度計(jì)算。結(jié)合采煤工作面長(zhǎng)度、采高等因素,根據(jù)采煤工作面的平均有效斷面積、風(fēng)速等進(jìn)行計(jì)算。(3)按使用炸藥量計(jì)算。每千克一級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量25m3/min;每千克二、三級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量10m,/min。(4)按工作人員數(shù)量計(jì)算。按照每人需風(fēng)量4m3/min,根據(jù)采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算。(5)按巷道中同時(shí)運(yùn)行的最多車輛數(shù)計(jì)算。配風(fēng)量不小于4m3/(min-kW).小口訣:采煤人問(wèn)出最多炸藥車或者按實(shí)際工作:人呼吸、車輛工作、炮煙、降溫、吹散瓦斯。.備用工作面需要風(fēng)量備用工作面實(shí)際需要風(fēng)量,應(yīng)滿足瓦斯、二氧化碳、氣象條件等規(guī)定計(jì)算的風(fēng)量,且最少不應(yīng)低于采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量的50%。布置有專用排瓦斯巷的采煤工作面,根據(jù)專用排瓦斯巷回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)2.5%、采煤工作面回風(fēng)巷回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1%計(jì)算。采煤工作面有串聯(lián)通風(fēng)時(shí),按其中一個(gè)最大需風(fēng)量計(jì)算..掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算掘進(jìn)工作面按照下列因素分別計(jì)算,取其最大值,最后按照最低風(fēng)速(巖巷0.15m/s,煤巷或半煤巖巷0.25m/s)和最高風(fēng)速(4m/s)驗(yàn)算:(1)按排除炮煙所需風(fēng)量的計(jì)算。按掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不超過(guò)1%或二氧化碳的濃度不超過(guò)1.5%進(jìn)行計(jì)算。(2)按使用炸藥量計(jì)算。與采煤工作面按炸藥計(jì)算風(fēng)量方法相同。(3)按人數(shù)計(jì)算所需要的風(fēng)量。按掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)、每人需風(fēng)量4m3/min計(jì)算。(4)按巷道中同時(shí)運(yùn)行的最多車輛數(shù)計(jì)算。配風(fēng)量不小于4m"(min-kW)o小口訣:車多讓人稀煙.碉室風(fēng)量計(jì)算各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)碉室的需要風(fēng)量,應(yīng)根據(jù)不同類型的碉室分別進(jìn)行計(jì)算。(1)爆破材料庫(kù)需要風(fēng)量計(jì)算。井下爆破材料庫(kù)內(nèi)空氣每小時(shí)需要更換4次。大型爆破材料庫(kù)不應(yīng)小于100nr*/min,中、小型爆破材料庫(kù)不應(yīng)小于60m/min。(2)充電胴室需要風(fēng)量計(jì)算。按其回風(fēng)流中氫氣濃度不大于0.5%計(jì)算。充電洞室的供風(fēng)量不應(yīng)小于100m3/min.(3)機(jī)電碉室需要風(fēng)量計(jì)算。根據(jù)機(jī)電碉室中運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(或變壓器)總功率(全年中最大值)計(jì)算和不同碉室內(nèi)設(shè)備的降溫要求進(jìn)行配風(fēng)計(jì)算;采區(qū)小型機(jī)電碉室,按經(jīng)驗(yàn)值確定需要風(fēng)量或取60?80n?/min;選取碉室風(fēng)量,應(yīng)保證機(jī)電碉室溫度不超過(guò)30℃,其他碉室溫度不超過(guò)26℃。.其他用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量計(jì)算根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別計(jì)算,取最大值。(1)按瓦斯涌出量計(jì)算。按用風(fēng)巷道中風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)0.75%計(jì)算。(2)按風(fēng)速驗(yàn)算。一般巷道按最低風(fēng)速0.15m/s驗(yàn)算:架線電機(jī)車巷道根據(jù)有瓦斯涌出最低風(fēng)速1m/s、無(wú)瓦斯涌出巷道最低風(fēng)速0.5m/s進(jìn)行計(jì)算。(3)礦用防爆柴油機(jī)車需要風(fēng)量的驗(yàn)算。使用礦用防爆柴油機(jī)車時(shí),排出各種有害氣
體被巷道風(fēng)流稀釋后,其濃度應(yīng)符合規(guī)定?!究键c(diǎn)四】礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算(一)礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則(1)礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的總阻力,不應(yīng)超過(guò)2940Pa。表土層特厚、開(kāi)采深度深、總進(jìn)風(fēng)量大、通風(fēng)網(wǎng)路長(zhǎng)的大深礦井,礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的后期負(fù)壓可適當(dāng)加大,但不宜超過(guò)3920Pa。(2)礦井井巷的局部阻力,新建礦井按井巷摩擦阻力的10%計(jì)算,擴(kuò)建礦井宜按井巷摩擦阻力的15%計(jì)算。(3)對(duì)于礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期要分別計(jì)算。礦井正常投產(chǎn)后,礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最小、各用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量配備最容易的一段時(shí)間稱為礦井通風(fēng)容易時(shí)期。通風(fēng)系統(tǒng)總阻力最大、用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量配備最困難的時(shí)間段稱為礦井通風(fēng)困難時(shí)期。對(duì)于通風(fēng)困難和容易時(shí)期,要分別畫(huà)出通風(fēng)系統(tǒng)圖。按照采掘工作面及相室的需要分配風(fēng)量,再由各段風(fēng)路的阻力計(jì)算礦井總阻力。對(duì)于設(shè)計(jì)年限較長(zhǎng)的礦井,礦井通風(fēng)困難時(shí)期可能已經(jīng)超過(guò)投產(chǎn)初期主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限,因此在計(jì)算確定礦井主要通風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)壓時(shí),應(yīng)該按照主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)年限內(nèi)礦井通風(fēng)阻力較高的時(shí)期來(lái)計(jì)算。對(duì)于大型風(fēng)機(jī),一般服務(wù)年限按照20?25年計(jì)算。(二)礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算礦井通風(fēng)總阻力:風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井口起,到回風(fēng)井口止,沿一條通路(風(fēng)流路線)各個(gè)分支的摩擦阻力和局部阻力的總和,簡(jiǎn)稱礦井總阻力,用hm表示。對(duì)于礦井有兩臺(tái)或多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)工作,礦井通風(fēng)阻力按每臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)所服務(wù)的系統(tǒng)分別計(jì)算。在主要通風(fēng)機(jī)的服務(wù)年限內(nèi),隨著采煤工作面及采區(qū)接替的變化,通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將隨之變化。當(dāng)根據(jù)風(fēng)量和巷道參數(shù)直接判定最大總阻力路線時(shí),可按該路線計(jì)算總阻力;不能直接判定,應(yīng)選幾條可能是最大計(jì)算比較,然后定出該時(shí)期的礦井總阻力。在進(jìn)行礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算時(shí),必須選擇礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量以后,通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的阻力最大風(fēng)路。?般可在兩個(gè)時(shí)期的通風(fēng)系統(tǒng)圖上根據(jù)采掘作業(yè)布置情況分別找出風(fēng)流線路最長(zhǎng)、風(fēng)量較大的一條線路作為阻力最大的風(fēng)路(應(yīng)當(dāng)是全開(kāi)放線路,即路線上所有分支沒(méi)有風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗等風(fēng)流控制設(shè)施)。在選定的線路上(容易和困難時(shí)期),從進(jìn)風(fēng)井口到回風(fēng)井口逐段編號(hào),對(duì)各段井巷進(jìn)
行阻力計(jì)算,然后累加起來(lái)得出這兩個(gè)時(shí)期的各自井巷通風(fēng)總阻力(3而,htax)o如果礦井服務(wù)年限較長(zhǎng),則只計(jì)算頭20?25年的通風(fēng)容易和困難兩個(gè)時(shí)期的井巷通風(fēng)總阻力。通風(fēng)容易時(shí)期總阻力hR.i?=hf,i?+h.=hf,i?+(0.l~0.15)hf.in=(1.1~1.15)hMn通風(fēng)困難時(shí)期總阻力h-、:h|imn=hf?x+he=hr?,+(0.l~0.15)h,?=(1.1~1.15)h,?xhe:風(fēng)流局部阻力,Pa,一般按摩擦阻力h,的10%?15%計(jì)算。【考點(diǎn)五】礦井通風(fēng)設(shè)備的選擇礦井通風(fēng)設(shè)備是指主要通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。(一)礦井通風(fēng)設(shè)備的要求.礦井每個(gè)風(fēng)井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備,其中一套運(yùn)轉(zhuǎn),一套備用。.選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期工況變化,并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期高效率運(yùn)行,風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率一般均應(yīng)在70%以上。當(dāng)?shù)V井各個(gè)生產(chǎn)時(shí)期通風(fēng)工況變化較大,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)時(shí)期、風(fēng)機(jī)性能,分期選擇主要通風(fēng)機(jī)和電機(jī),初裝電機(jī)使用年限不宜少10年。.通風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。軸流式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計(jì)風(fēng)量和負(fù)壓時(shí),葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)角度應(yīng)比設(shè)備最高允許值小5。;離心式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于設(shè)備允許最高轉(zhuǎn)速的90%。.選擇電動(dòng)機(jī)時(shí),一般宜采用鼠籠型或繞線型異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng),但容量較大時(shí)宜采用同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。.當(dāng)進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上,或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同,但井深400nl以上時(shí),宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。(二)主要通風(fēng)機(jī)的選擇.計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Qf一般來(lái)說(shuō),在抽出式通風(fēng)礦井中,由于外部漏風(fēng)和風(fēng)流因升溫造成的體積膨脹,通過(guò)主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q必大于通過(guò)出風(fēng)井的礦井總風(fēng)量Q,,為了計(jì)算礦井的阻力,應(yīng)先算出Q,Q產(chǎn)kQn,,m3/mink:漏風(fēng)損失系數(shù),風(fēng)井不作提升用時(shí)取1.1:箕斗井兼作回風(fēng)用時(shí)1.15;風(fēng)井兼作升降人員用時(shí)取1.2。.計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓離心式通風(fēng)機(jī)提供的大多是全壓曲線,軸流式通風(fēng)機(jī)提供的大多是靜壓曲線,在計(jì)算主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓時(shí)應(yīng)把需要的靜壓和全壓都計(jì)算出來(lái):另外,由于實(shí)際生產(chǎn)礦井的主要通風(fēng)機(jī)一般均裝有擴(kuò)散器,故應(yīng)將風(fēng)機(jī)裝置風(fēng)壓計(jì)算出來(lái),以便于進(jìn)行風(fēng)機(jī)工況的調(diào)節(jié)。考慮到主要通風(fēng)機(jī)的適用范圍應(yīng)盡可能適用各種情形,必須計(jì)算出最低和最高風(fēng)壓。以下是礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算公式。容易時(shí)期:Hlm,?=hlta+hlid+hvd-HsFL“,”—1n+11*H’礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)全壓;h^:通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力;hKd:通風(fēng)機(jī)附屬裝置(風(fēng)相和擴(kuò)散器)的阻力;hvd:擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失;H*:自然風(fēng)壓;礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)靜壓。困難時(shí)期:乩皿=鼠+3+鼠+-Ha=l1Km+%#11'乩帕”礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)全壓;hRm:通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力:hM:通風(fēng)機(jī)附屬裝置(風(fēng)稠和擴(kuò)散器)的阻力;擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失:Hs:自然風(fēng)壓;礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)靜壓。.初選通風(fēng)機(jī)根據(jù)計(jì)算的礦井通風(fēng)容易時(shí)期通風(fēng)機(jī)的Q,、Hsmin(或Htmin)和礦井通風(fēng)困難時(shí)期通風(fēng)機(jī)的Q,、Hg(或H-),在通風(fēng)機(jī)特性曲線上,選出滿足礦井通風(fēng)要求的通風(fēng)機(jī)。.求通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)根據(jù)通風(fēng)機(jī)的工作特性曲線和阻力曲線,確定其實(shí)際工況點(diǎn)。1)計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻根據(jù)R=h/Q:分別計(jì)算出需要的全壓風(fēng)阻和靜壓風(fēng)阻。)確定通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)特性曲線上作通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻曲線,與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工況點(diǎn)。M,、M,分別為主要通風(fēng)機(jī)容易時(shí)期和困難時(shí)期的實(shí)際工況點(diǎn),如圖所示。
第六節(jié)礦井通風(fēng)技能【考點(diǎn)一】礦井空氣狀態(tài)參數(shù)測(cè)定空氣狀態(tài)參數(shù)包括空氣壓力、溫度、濕度和風(fēng)速等。(一)礦井空氣壓力測(cè)定1.地面大氣壓力測(cè)定大氣壓力的測(cè)量可通過(guò)水輾氣壓計(jì)、空盒氣壓計(jì)和JFY型礦井通風(fēng)多參數(shù)檢測(cè)儀等直接讀出。則實(shí)際大氣壓P,,=Pa+APa2)空盒氣壓計(jì)實(shí)際大氣壓計(jì)算:P=P法+AP濾+AP.+AP仆【考點(diǎn)二】礦井外部漏風(fēng)測(cè)定測(cè)定礦井外部漏風(fēng)的方法有等值法、示蹤氣體法等。等值法:是把礦井總回風(fēng)與主要通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,利用總回風(fēng)與主要通風(fēng)機(jī)排風(fēng)中的瓦斯絕對(duì)涌出量相等的原理來(lái)計(jì)算礦井的外部漏風(fēng)率。筒捷,克服誤差,較為安全。示蹤氣體法:示蹤氣體(常用SFJ法通過(guò)連續(xù)釋放SK定量測(cè)定礦井漏風(fēng)。在某一巷道連續(xù)釋放SF”若釋放流量為q,巷道風(fēng)量為Q,風(fēng)流中S£濃度C:C=q/Q若該巷道沿途有漏風(fēng),則巷道風(fēng)量Q逐漸增加,風(fēng)流中SF.濃度逐漸下降。
該方法無(wú)須知道巷道斷面尺寸,不影響礦井正常生產(chǎn),數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)便。但存在示蹤氣體可能被風(fēng)井及風(fēng)碉內(nèi)含有機(jī)玻璃、內(nèi)聚乙烯等物質(zhì)的支護(hù)材料所吸收,示蹤氣體與風(fēng)流不能完全均勻混合等問(wèn)題?!究键c(diǎn)三】礦井通風(fēng)阻力的測(cè)定常用的通風(fēng)阻力的測(cè)定方法:壓差計(jì)法和氣壓計(jì)法。通風(fēng)阻力測(cè)定的基本內(nèi)容及要求包括以下幾個(gè)方面:(1)測(cè)算通風(fēng)阻力的分布情況;(2)測(cè)算井巷風(fēng)阻;(3)測(cè)算摩擦阻力系數(shù)。(一)通風(fēng)阻力測(cè)定的方法及步驟2)選擇測(cè)定路線和測(cè)點(diǎn)全礦井阻力測(cè)定:首先選擇風(fēng)路最長(zhǎng)、風(fēng)量最大的干線為主要測(cè)量路線,再?zèng)Q定其他若干條與之并聯(lián)的次要路線,及那些必須測(cè)量的局部阻力區(qū)段;局部區(qū)段:阻力測(cè)定,根據(jù)需要僅在該區(qū)段內(nèi)選擇測(cè)量路線。測(cè)點(diǎn)布置原則【同摩擦阻力系數(shù)a測(cè)定測(cè)點(diǎn)布置要求】:(1)測(cè)點(diǎn)之間的壓差應(yīng)不小于1?2mm水柱且不大于測(cè)壓儀器的量程?!緣翰顟?yīng)不低于20Pa](2)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能避免靠近井筒和主要風(fēng)門(mén),以減少井筒提升和風(fēng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)的影響?!撅L(fēng)流穩(wěn)定】(3)在風(fēng)路的分叉或匯合地點(diǎn)必須布置測(cè)點(diǎn)。如果在分風(fēng)點(diǎn)或合風(fēng)點(diǎn)流出去的風(fēng)流中布置測(cè)點(diǎn)時(shí),測(cè)點(diǎn)距分風(fēng)點(diǎn)或合風(fēng)點(diǎn)的距離不得小于巷道寬度12倍:如果在流入分風(fēng)點(diǎn)或合風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)流中布置測(cè)點(diǎn)時(shí),測(cè)點(diǎn)距分風(fēng)點(diǎn)或合點(diǎn)的距離一般可為巷道寬度B的3倍。(4)在不需要測(cè)定局部阻力和局部風(fēng)阻時(shí),布置測(cè)點(diǎn)時(shí)往往將摩擦阻力和局部阻力一
并考慮測(cè)出總阻力。(5)在并聯(lián)風(fēng)路中,只沿一條路線測(cè)量風(fēng)壓(因?yàn)椴⒙?lián)風(fēng)路中各分支的風(fēng)壓相等),其他各風(fēng)路只布置測(cè)風(fēng)點(diǎn),測(cè)出風(fēng)量,以便根據(jù)相同的風(fēng)壓來(lái)計(jì)算各分支巷道的風(fēng)阻。(6)如巷道很長(zhǎng)且漏風(fēng)較大時(shí),測(cè)點(diǎn)的間距宜盡量縮短,以便逐步追查漏風(fēng)情況。(7)安設(shè)皮托管或靜壓管時(shí),在測(cè)點(diǎn)之前至少有3m長(zhǎng)的巷道支架良好,沒(méi)有空頂、空幫、凹凸不平或堆積物等情況。(8)井底車場(chǎng)可以簡(jiǎn)化為個(gè)測(cè)點(diǎn)。(9)用氣壓計(jì)法測(cè)定時(shí),測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能選在己知標(biāo)高點(diǎn)的附近。(10)測(cè)點(diǎn)應(yīng)按風(fēng)流方向順序編號(hào)。為了減少正式測(cè)量時(shí)的工作量,可提前將測(cè)點(diǎn)間距、巷道斷面積測(cè)出。5.通風(fēng)阻力測(cè)定誤差分析(1)任何儀器都有測(cè)定誤差;(2)讀數(shù)誤差;(3)由礦方提供的測(cè)點(diǎn)標(biāo)高、測(cè)段長(zhǎng)度等有一定誤差。尤其是采用氣壓計(jì)法時(shí)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大。(4)測(cè)定過(guò)程中井下采掘通風(fēng)(特別是風(fēng)門(mén)的開(kāi)關(guān))的變化等也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。阻力測(cè)定誤差小于5%,測(cè)定結(jié)果比較正確?!究键c(diǎn)四】礦井主要通風(fēng)機(jī)性能鑒定主要通風(fēng)機(jī)性能鑒定的內(nèi)容是測(cè)量通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、輸入功率和轉(zhuǎn)數(shù),并計(jì)算通風(fēng)機(jī)的效率,然后繪出通風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線。主要通風(fēng)機(jī)的性能鑒定,一般在礦井停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行。抽出式通風(fēng)礦井,一般測(cè)算通風(fēng)機(jī)的靜壓特性曲線、輸人功率曲線和靜壓效率曲線;壓人式通風(fēng)礦井,一般測(cè)算通風(fēng)機(jī)全壓特性曲線、輸人功率曲線和全壓效率曲線。第三章礦井瓦斯災(zāi)害治理第一節(jié)瓦斯來(lái)源及其危害【考點(diǎn)一】煤礦瓦斯的性質(zhì)瓦斯是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體。瓦斯比較輕,故常常積聚在巷道頂部、上山掘進(jìn)工作面、頂板冒落空洞中。瓦斯難溶于水,擴(kuò)散性很強(qiáng),在空氣中會(huì)很快地?cái)U(kuò)散。當(dāng)空氣中的瓦斯含量大于50%時(shí),極易造成人員缺氧而窒息死亡。與空氣混合達(dá)到一定含量后,遇到高溫火焰能燃燒或爆炸。【考點(diǎn)二】瓦斯的生成及其影響因素(一)瓦斯的生成成煤過(guò)程分為兩個(gè)時(shí)期。.生物化學(xué)造氣時(shí)期一般不會(huì)保留在現(xiàn)有煤層內(nèi)。.煤化變質(zhì)作用造氣時(shí)期成煤作用的第二階段,有機(jī)質(zhì)分解生成二氧化碳、瓦斯和水。隨著變質(zhì)作用的加深,瓦斯的含量越來(lái)越大。(二)瓦斯生成的影響因素瓦斯含量的多少和煤巖組分、煤化作用程度等因素有關(guān)。【考點(diǎn)三】瓦斯的賦存及其影響因素(一)瓦斯賦存狀態(tài)瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)主要有兩種:游離狀態(tài)(自由狀態(tài))和吸附狀態(tài)(結(jié)合狀態(tài))。游離狀態(tài)(自由狀態(tài))瓦斯存在于煤體或圍巖的較大裂縫、空隙或空洞中,其多少取決于儲(chǔ)存空間的容積、瓦斯壓力、圍巖溫度等因素。目前開(kāi)采深度下(1000-2000m以內(nèi))煤層吸附瓦斯量占70%-95%,而游離瓦斯量占5%-30%.吸附狀態(tài)(結(jié)口狀態(tài))吸著吸著在煤體孔隙的內(nèi)表面上。含量主要取決于煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、炭化程度等。吸瓦斯分子進(jìn)入煤體膠粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部與煤分子結(jié)合
收而呈現(xiàn)的狀態(tài)。其實(shí)游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)的瓦斯并不是固定不變的,而是處于不斷交換的動(dòng)態(tài)平衡中,一旦條件破壞,平衡就會(huì)破壞。在壓力降低、溫度升高、煤體結(jié)構(gòu)遭遇破壞時(shí)就會(huì)發(fā)生解吸,即吸附狀態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài)瓦斯,反之則會(huì)吸附,即游離狀態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)化為吸附狀態(tài)瓦斯【不可解吸瓦斯,(二)影響煤層瓦斯賦存的因素主要有煤層埋藏深度、煤層和圍巖透氣性、煤層傾角、煤層露頭、煤化作用程度及煤系地層的地質(zhì)史。煤層埋藏深度深度不大,瓦斯含量隨著埋深的增大基本呈線性規(guī)律增加。達(dá)到一定數(shù)值后,將趨于常量煤層和圍巖透氣性透氣性越大,煤層瓦斯含量就越小煤層傾角煤層傾角越小,煤層瓦斯含量就越高煤層露頭是瓦斯向地面排放出口,露頭存在時(shí)間越長(zhǎng),瓦斯排放越多煤化作用程度煤化作用程度越高,其儲(chǔ)存瓦斯的能力就越強(qiáng)煤系地層的地質(zhì)史沉積物粒度細(xì),形成的煤系地層透氣性差,瓦斯含量較高【考點(diǎn)四】瓦斯的危害瓦斯有四大危害:瓦斯噴出、瓦斯燃燒爆炸、煤與瓦斯突出、瓦斯窒息。這4種危害并非單一出現(xiàn),往往一種災(zāi)害會(huì)成為另一種災(zāi)害的誘因,例如通風(fēng)不足,瓦斯含量達(dá)到一定程度后發(fā)生瓦斯爆炸,繼而帶來(lái)礦井火災(zāi),在爆炸和燃燒過(guò)程中含有大量有害氣體,容易出現(xiàn)瓦斯窒息事故。(-)瓦斯燃燒爆炸.瓦斯燃燒爆炸區(qū)間助燃區(qū)間 爆炸區(qū)間 擴(kuò)散燃燒區(qū)間瓦斯在點(diǎn)燃源附近發(fā)5%瓦斯遇到一定能量點(diǎn)火16%瓦斯空氣混合氣體無(wú)生氧化燃燒反應(yīng),但無(wú)法形成持續(xù)火焰只能起到助燃作用。源會(huì)形成可自動(dòng)加速的燃燒鋒面,該鋒面在瓦斯一空氣混合氣體內(nèi)加速傳播,形成強(qiáng)烈爆炸法直接被點(diǎn)燃,當(dāng)其與新鮮空氣混合時(shí),在混合界面上被點(diǎn)燃形成穩(wěn)定火焰即擴(kuò)散燃燒。
生氧化燃燒反應(yīng),但無(wú)法形成持續(xù)火焰只能起到助燃作用。源會(huì)形成可自動(dòng)加速的燃燒鋒面,該鋒面在瓦斯一空氣混合氣體內(nèi)加速傳播,形成強(qiáng)烈爆炸法直接被點(diǎn)燃,當(dāng)其與新鮮空氣混合時(shí),在混合界面上被點(diǎn)燃形成穩(wěn)定火焰即擴(kuò)散燃燒。.瓦斯爆炸條件(1)瓦斯含量在爆炸界限內(nèi)5%?16%。(2)混合氣體中氧氣含量不低于12機(jī)(3)有足夠能量的點(diǎn)火源,溫度不低于650℃,能量大于0.28MJ,持續(xù)時(shí)間大于爆炸感應(yīng)期。.瓦斯爆炸的原因礦井瓦斯爆炸大都發(fā)生在煤層的采掘工作面附近,其中掘進(jìn)工作面居多:①掘進(jìn)工作面多采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng),供風(fēng)量有限,通風(fēng)能力不足②風(fēng)筒末端距離工作面較遠(yuǎn),送到工作面的風(fēng)量不足以擾動(dòng)風(fēng)流,排出瓦斯和粉塵③風(fēng)筒質(zhì)量低劣,吊掛高低不平,漏風(fēng)嚴(yán)重,工作面有效風(fēng)量不足(4)局部通風(fēng)機(jī)沒(méi)有專用電源實(shí)行“三專”,經(jīng)常停電停風(fēng),局部通風(fēng)不穩(wěn)定。(5)掘進(jìn)工作面場(chǎng)所狹窄,條件差,是瓦斯、煤塵的發(fā)生地和聚集地。(6)掘進(jìn)工作面除了使用煤電鉆打眼等電氣設(shè)備外還有爆破作業(yè)。“三?!保簩S米儔浩鳌S瞄_(kāi)關(guān)、專用線路?!皟砷]鎖”:風(fēng)電閉鎖與瓦斯電閉鎖。.瓦斯燃燒和爆炸的區(qū)別接觸面濃度爆炸可燃物和助燃物充分接觸瓦斯爆炸界限為5%~16%o當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí),其爆炸威力最大。燃燒可燃物和助燃物只在較小的面積上接觸當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí),遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層。瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí),失去爆炸性,但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒。.瓦斯爆炸的危害主要危害是產(chǎn)生爆炸沖擊波、火焰鋒面和有害氣體。爆炸沖擊波傳播速度可達(dá)1000m/s,壓力可達(dá)20個(gè)大氣壓。引起二次爆炸?;鹧驿h面溫度可高達(dá)2150?2650C。有害氣體瓦斯爆炸后氣體成分:02含量為6%?10%,N2含量為82%?88%,C02含量為4%?8%,CO含量為2%?4%,這些有害氣體成為井下人員傷亡的主要因素之一。(二)煤與瓦斯突出
煤與瓦斯突出是指在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤和瓦斯由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動(dòng)力現(xiàn)象煤與瓦斯突出具有突發(fā)性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(巖)沖出等特點(diǎn),是煤礦最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。(三)瓦斯窒息當(dāng)空氣中瓦斯含量達(dá)到25%?30%時(shí),可引起頭疼、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、步態(tài)不穩(wěn),若不及時(shí)脫離現(xiàn)場(chǎng)可導(dǎo)致窒息死亡。當(dāng)空氣中瓦斯含量達(dá)到43%時(shí),氧氣含量就會(huì)降低到12%,人會(huì)呼吸困難。當(dāng)空氣中瓦斯含量達(dá)到57%時(shí),氧氣含量就會(huì)降低到9%,短時(shí)間內(nèi)人會(huì)失去知覺(jué),幾分鐘內(nèi)若不及時(shí)搶救則會(huì)因?yàn)槿毖跏蚁⑺劳?。第二?jié)煤層瓦斯參數(shù)測(cè)定及礦井瓦斯涌出煤層瓦斯參數(shù)包括瓦斯含量、煤層瓦斯壓力、煤層透氣性、煤的堅(jiān)固性系數(shù)、瓦斯涌出量等?!究键c(diǎn)一】煤層瓦斯含量及其測(cè)定煤層瓦斯含量是指在天然條件下,單位質(zhì)量或體積的煤體中含有瓦斯的量(一般用m7t或//n?表示)。煤層在天然條件下,未受采動(dòng)影響時(shí)的瓦斯含量稱原始含量:受采動(dòng)影響,已有部分瓦斯排出后剩余在煤層中的瓦斯量稱殘存瓦斯含量,瓦斯含量大小決定于成煤過(guò)程中生成的瓦斯量及圍巖保存瓦斯的條件。(一)煤層瓦斯含量測(cè)定方法煤層瓦斯含量測(cè)定方法目前主要有地勘鉆孔測(cè)定法、實(shí)驗(yàn)室間接測(cè)定法和井下快速直接測(cè)定法3種。地勘鉆孔測(cè)定法煤田地質(zhì)勘探和煤層瓦斯地面開(kāi)發(fā)最常用的方法實(shí)驗(yàn)室間接測(cè)定法主要用于生產(chǎn)礦井煤層瓦斯含量測(cè)定、有時(shí)用于地勘期間煤層瓦斯含量測(cè)定實(shí)測(cè)值,可信度高井下快速直接測(cè)定法在煤層中打鉆孔采集鉆屑進(jìn)行測(cè)定【考點(diǎn)二】礦井瓦斯涌出形式及礦井瓦斯等級(jí)開(kāi)采煤層時(shí),煤體受到破壞或受采動(dòng)影響,儲(chǔ)存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會(huì)離開(kāi)煤體而涌入采掘空間,這種現(xiàn)象稱為瓦斯涌出。
.瓦斯涌出形式普通涌出:礦井瓦斯涌出的主要形式,是指瓦斯從采落的煤炭、煤層和巖層的暴露面上通過(guò)細(xì)小的孔隙緩慢而長(zhǎng)時(shí)間地釋放。主要涌出地點(diǎn)是煤壁及采空區(qū),其特點(diǎn)是范圍廣、數(shù)量大。特殊涌出是指煤層中含有大量瓦斯,采掘時(shí),瓦斯在極短時(shí)間內(nèi)突然大量涌出,可能還伴有煤粉、煤塊或巖石等的現(xiàn)象。特殊涌出包括瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出、傾出、壓出等幾種形式。這種涌出形式的特點(diǎn)是:發(fā)生在局部地點(diǎn);噴出時(shí)間有長(zhǎng)有短,短的幾個(gè)小時(shí)到幾天,長(zhǎng)的幾個(gè)月;噴出量大。.影響礦井瓦斯涌出量的主要因素影響礦井瓦斯涌出量的因素主耍有自然因素和開(kāi)采技術(shù)。自然因素包括煤層及圍巖的瓦斯含量、開(kāi)采深度、地面大氣壓力變化。開(kāi)采技術(shù)因素包括開(kāi)采順序與回采方法、回采速度與產(chǎn)量、落煤工藝、基本頂來(lái)壓步距、通風(fēng)壓力、采空區(qū)密閉質(zhì)量、采場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng)等。.礦井瓦斯等級(jí)及其劃分根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量、工作面絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式,將礦井瓦斯等級(jí)劃分為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井(以下簡(jiǎn)稱突出礦井)、高瓦斯礦井、低瓦斯礦井。(1)突出礦井具備下列條件之一的礦井為突出礦井。①在礦井井田范圍內(nèi)發(fā)生過(guò)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的煤(巖)層。②經(jīng)鑒定、認(rèn)定為有突出危險(xiǎn)的煤(巖)層。③在礦井的開(kāi)拓、生產(chǎn)范圍內(nèi)有突出煤(巖)層的礦井。(2)高瓦斯礦井具備下列條件之一的礦井為高瓦斯礦井:①礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t②礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min③礦井任一掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min④礦井任一采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min(3)低瓦斯礦井同時(shí)滿足下列條件的礦井為低瓦斯礦井:
①礦井相對(duì)瓦斯涌出量不大于10m3/to②礦井絕對(duì)瓦斯涌出量不大于40m3/min。③礦井任一掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量不大于3m3/min。④礦井任一采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量不大于5m3/min。低瓦斯礦井必須每2年進(jìn)行瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的鑒定工作。高瓦斯礦井和突出礦井不再進(jìn)行周期性瓦斯等級(jí)鑒定工作,但應(yīng)當(dāng)每年測(cè)定和計(jì)算礦井、采區(qū)、工作面瓦斯和二氧化碳涌出量。經(jīng)鑒定或者認(rèn)定為突出礦井的,不得改定為低瓦斯礦井或高瓦斯礦井?!究键c(diǎn)三】礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法和計(jì)算1.分源預(yù)測(cè)法礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系,如圖所示:|礦井瓦斯涌出|生產(chǎn)采區(qū)瓦斯i麗) |已采采區(qū)的采空區(qū)瓦冊(cè)甬出|回3□:作畫(huà)新祠|工作面采空區(qū)瓦斯出出||掘進(jìn)工作,瓦斯涌出||其話開(kāi)采層(包括看巖)瓦斯涌出||鄰近層聯(lián)斯涌山) |煤壁屋斯涌出] |落煤瓦蘇涌出]2.礦山統(tǒng)計(jì)法采用礦山統(tǒng)計(jì)法必須具備所要預(yù)測(cè)的礦井或采區(qū)煤層開(kāi)采順序、采煤方法、頂板控制、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、煤質(zhì)等與生產(chǎn)礦井或生產(chǎn)區(qū)域相同或類似的條件。礦山統(tǒng)計(jì)法預(yù)測(cè)瓦斯涌出量外推范圍沿垂深不超過(guò)200m,沿煤層傾斜方向不超過(guò)600m.【考點(diǎn)四】瓦斯涌出治理礦井瓦斯涌出治理技術(shù)包括瓦斯抽放、分源治理、分級(jí)和分類治理、綜合治理。.瓦斯抽放(1)瓦斯抽放方法
瓦斯抽放系統(tǒng)主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路、閥門(mén)、瓦斯抽放鉆孔或巷道、鉆孔或巷道密封等組成。根據(jù)抽放瓦斯的來(lái)源,瓦斯抽放可以分為本煤層瓦斯預(yù)抽、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放以及綜合抽放。(2)瓦斯抽放指標(biāo)①反映瓦斯抽放難易程度的指標(biāo)包括煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯涌出量。②反映瓦斯抽放效果的指標(biāo)有瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。(3)瓦斯抽放主要設(shè)備設(shè)施①瓦斯抽放泵。②瓦斯抽放管路,③瓦斯抽放施工用鉆機(jī),是瓦斯抽放地下礦山使用最多的設(shè)備。④瓦斯抽放參數(shù)測(cè)定儀表:孔板流量計(jì)、均速管流量計(jì)、皮托管、渦街流量計(jì)等。⑤瓦斯抽放鉆孔的密封。.分源治理分源治理,就是針對(duì)瓦斯來(lái)源個(gè)數(shù)、各源瓦斯涌出量的大小及其涌出變化規(guī)律,通過(guò)方案優(yōu)化,選取經(jīng)濟(jì)適用、簡(jiǎn)便可靠的控制技術(shù)進(jìn)行治理。(1)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出治理技術(shù)不是所有掘進(jìn)工作面均需要,不考慮煤層有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性,單純從通風(fēng)能力小于稀釋瓦斯所需風(fēng)量,而且再加大風(fēng)量已變得不經(jīng)濟(jì)、不合理時(shí),才需要采取控制瓦斯涌出。下式成立時(shí),才需要進(jìn)行瓦斯治理。Q掘>0.6SvC/KQ?i一掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量,m'/min;S一掘進(jìn)巷道有效通風(fēng)斷面積,m2;v-《煤礦安全規(guī)程》允許的掘進(jìn)工作面最大風(fēng)速,m/s;C一規(guī)程允許掘進(jìn)工作面回風(fēng)流最高瓦斯?jié)舛?,%;K—瓦斯涌出不均衡系數(shù)。有時(shí),掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量雖然小于其通風(fēng)能力所能稀釋的瓦斯量,但由于煤層有突出危險(xiǎn)性,此時(shí)也需要對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行瓦斯治理。治理掘進(jìn)工作面瓦斯涌出的常見(jiàn)技術(shù)措施有掘前預(yù)抽、邊掘邊抽、雙巷掘進(jìn)等。(2)回采工作面瓦斯涌出治理技術(shù)
當(dāng)回采工作面所開(kāi)采的煤層有突出危險(xiǎn)性或在給定的日產(chǎn)量條件下工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所允許的瓦斯涌出時(shí),必須采取瓦斯治理技術(shù)措施。瓦斯涌出治理的必要性判定指標(biāo)(單從通風(fēng)稀釋瓦斯角度考慮)為:QG0.6SvC/K或qQ864SvC/(KA)Qw一回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量,m*/min;q.一回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量,m3/t;S一回采面最小有效通風(fēng)斷面積,m2;v-《煤礦安全規(guī)程》允許的回采工作面最大風(fēng)速,m/s;C—《煤礦安全規(guī)程》允許的回采工作面回風(fēng)流最高瓦斯?jié)舛龋?;K一瓦斯涌出不均衡系數(shù);A一日產(chǎn)量,to治理回采工作面瓦斯涌出的常見(jiàn)技術(shù)措施有本煤層采前預(yù)抽、本煤層邊采邊抽、上下鄰近層卸壓瓦斯抽放等。(3)采空區(qū)瓦斯涌出治理技術(shù)①加強(qiáng)采空區(qū)密閉,減少采空區(qū)瓦斯的涌出量(對(duì)已采空的采區(qū)和工作面而言)。②提高工作面采出率,減少采空區(qū)遺煤.③改變通風(fēng)系統(tǒng),防止采空區(qū)漏風(fēng)。④抽放采空區(qū)瓦斯等。(4)回采工作面上隅角瓦斯超限治理技術(shù)治理上隅角瓦斯積聚的常用方法有風(fēng)障或風(fēng)簾法、尾巷法、改變采空區(qū)的漏風(fēng)方向、上隅角抽排瓦斯等。補(bǔ)充:采煤工作面必須采用礦井全風(fēng)壓通風(fēng),禁止采用局部通風(fēng)機(jī)稀釋瓦斯。4405采空區(qū)一4406工作面,補(bǔ)充:采煤工作面必須采用礦井全風(fēng)壓通風(fēng),禁止采用局部通風(fēng)機(jī)稀釋瓦斯。4405采空區(qū)一4406工作面,.分級(jí)和分類治理所謂分級(jí)和分類治理就是指對(duì)采掘工作面、采空區(qū)按瓦斯涌出量大小和瓦斯危險(xiǎn)程度進(jìn)行分級(jí)和分類治理的措施。危險(xiǎn)程度分級(jí)和分類:在所有采掘工作面中,把在掘進(jìn)爆破或采煤過(guò)程或意外停風(fēng)后,或在遇到構(gòu)造、煤厚突然劇增時(shí),瓦斯很可能達(dá)到危險(xiǎn)程度的采掘工作面挑選出來(lái),作為特別危險(xiǎn)工作面進(jìn)行治理;而對(duì)危險(xiǎn)程度稍低一點(diǎn)的作為威脅工作面進(jìn)行治理,其余依次類推。.綜合治理采取包括瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、瓦斯危險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)、瓦斯治理技術(shù)措施編制與實(shí)施、措施效果檢測(cè)以及意外危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)人身安全保障措施在內(nèi)的瓦斯治理綜合安全系統(tǒng)措施。第三節(jié)瓦斯災(zāi)害的防治瓦斯災(zāi)害的四大災(zāi)害:噴出危害、爆炸危害、突出危害、室息危害【考點(diǎn)一】瓦斯噴出危害沿原地質(zhì)構(gòu)造裂隙噴出的防治:當(dāng)噴出量小或裂縫不大時(shí)可用罩子或鐵風(fēng)筒等設(shè)施等設(shè)施將噴出的裂縫封堵好,加蓋水泥密封。沿采掘出地壓生成裂隙噴出的防治:配備隔絕式自救器,安設(shè)壓氣自救系統(tǒng)。【考點(diǎn)二】瓦斯爆炸危害性礦井瓦斯爆炸的防治主要有防治瓦斯積聚與超限,防治瓦斯引燃及爆炸,防治瓦斯爆炸事故擴(kuò)大。(一)防治瓦斯積聚與超限瓦斯積聚是指局部空間瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%,其體積超過(guò)0.5m\①保證工作面的供風(fēng)量。②處理采煤工作面回風(fēng)隅角的瓦斯積聚。處理的方法有掛風(fēng)障引流法、風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法、移動(dòng)泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法。③處理掘進(jìn)工作面局部的瓦斯積聚。對(duì)于瓦斯涌出量大的掘進(jìn)工作面盡量使用雙巷掘進(jìn),每隔一定距離開(kāi)掘聯(lián)絡(luò)巷,構(gòu)成全負(fù)壓通風(fēng),以保證工作面的通風(fēng)量。④處理通風(fēng)異?;蛲咚褂砍霎惓!7乐瓮咚狗e聚方法總結(jié):1.防治盲巷瓦斯積聚(1)防止產(chǎn)生盲巷,加強(qiáng)地質(zhì)工作和掘進(jìn)工作面的通風(fēng),保證掘進(jìn)工作面正常通風(fēng),不形成不通風(fēng)的盲巷。(2)掘進(jìn)工作面使用局部通風(fēng)機(jī),實(shí)行“四?!保磳S瞄_(kāi)關(guān)、專用電源、專用變壓器和專人看管。(3)局部通風(fēng)機(jī),高瓦斯、煤與瓦斯突出或瓦斯涌出異常的掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī),安裝風(fēng)壓遙信自動(dòng)檢測(cè)裝置。(4)明確責(zé)任,落實(shí)到人,實(shí)行“三級(jí)”排放瓦斯管理制度,采取控制瓦斯?jié)舛鹊纫幌盗写胧┓乐瓮咚狗e聚和超限。.防治高冒頂積聚瓦斯(1)加強(qiáng)通風(fēng),稀釋局部積聚瓦斯。根據(jù)冒頂?shù)母叨群头秶⒎e聚的瓦斯量、瓦斯涌出速度等分別采取導(dǎo)風(fēng)板法、分支導(dǎo)風(fēng)管法等。(2)進(jìn)行充填置換。冒頂范圍比較大并有自然發(fā)火危險(xiǎn)時(shí),用惰性物質(zhì)將冒頂空間充填起來(lái)不給瓦斯積聚留有空間。(3)隔離抽放。在瓦斯涌出量大且速度較快的高冒頂處采用,將冒落空間與巷道用木板隔離,并用專用抽放瓦斯管路從高冒頂處引入礦井抽放系統(tǒng)中進(jìn)行抽放。.防治采煤工作面瓦斯積聚(1)進(jìn)行通風(fēng)稀釋,根據(jù)不同的礦井實(shí)際情況選擇合適的通風(fēng)方式進(jìn)行通風(fēng)。(2)采用引導(dǎo)風(fēng)流法進(jìn)行處理。將不含有瓦斯的風(fēng)流引入瓦斯積聚的地點(diǎn),把局部積聚的瓦斯或把瓦斯涌出點(diǎn)涌出的瓦斯流加以稀釋沖淡并帶走。(3)采用鉆孔抽放法抽放瓦斯防止某區(qū)域超限。.防治采煤工作面上隅角瓦斯積聚(1)當(dāng)采空區(qū)瓦斯涌出量(<2?3m:'/min)上隅角瓦斯?jié)舛瘸薏欢鄷r(shí),通過(guò)迫使一
部分風(fēng)流經(jīng)過(guò)工作面上隅角,將該處積聚的瓦斯沖淡排出。(2)對(duì)于沒(méi)有自燃的煤層,通過(guò)合理改變采空區(qū)的漏風(fēng)方法防止瓦斯積聚超限。(3)改變采煤工作面的風(fēng)流方向,實(shí)行下行通風(fēng)排除上隅角瓦斯。.防治綜合機(jī)械化采煤工作面瓦斯積聚(1)加大工作面的進(jìn)風(fēng)量。(2)適當(dāng)提高工作面回風(fēng)流中的瓦斯允許濃度。(3)降低瓦斯涌出的不均勻性。(4)對(duì)于局部瓦斯積聚的地方如采煤機(jī)附近可在采煤機(jī)的切割部位安裝水力引射器,沖淡瓦斯。(二)防治瓦斯引燃及爆炸.防治原則防治瓦斯引燃及爆炸的原則是,對(duì)一切非生產(chǎn)必需的熱源,要堅(jiān)決禁絕;嚴(yán)格管理和限制生產(chǎn)中可能發(fā)生的火源和熱源。引燃瓦斯的火源有明火、爆破、電火及摩擦火花4種。.防治瓦斯引燃措施(1)嚴(yán)禁使用明火。井口房、通風(fēng)機(jī)房和抽放瓦斯泵站附近20m內(nèi),不得有煙火等明火;井下和井口房?jī)?nèi)不得從事電焊、氣焊、噴燈焊接等工作,如果必須在井下主要洞室、主要進(jìn)風(fēng)巷和井口房?jī)?nèi)進(jìn)行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作必須遵守《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定。(2)防止爆破火源。煤礦井下的爆破必須使用符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的安全炸藥;有爆破作業(yè)的工作面必須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”的瓦斯檢查制度,保證爆破前后的瓦斯?jié)舛仍谝?guī)定界限內(nèi);禁止裸露爆破等。(3)防止電氣火源和靜電火源,井下電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆要求,井下嚴(yán)禁帶電檢修、搬遷電氣設(shè)備。井下防爆電氣在入井前需由專門(mén)的防爆設(shè)備檢查員進(jìn)行安全檢查,合格后方可入井。井下要有接地裝置,要堅(jiān)持使用局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖裝置,井下使
用的高分子材料如塑料、橡膠等,其表面電阻應(yīng)低于其安全限定值。(4)防止摩擦和撞擊點(diǎn)火。為防止摩擦和撞擊火花,在摩擦發(fā)熱的裝置上應(yīng)安設(shè)過(guò)熱保護(hù)裝置和溫度檢測(cè)報(bào)警斷電裝置;工作面遇到堅(jiān)硬夾石時(shí),不能強(qiáng)行截割,應(yīng)爆破處理。.防治瓦斯爆炸措施瓦斯爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生3個(gè)致命的因素:爆炸火焰、爆炸沖擊波和有毒有害氣體。預(yù)防瓦斯爆炸技術(shù)措施包括4個(gè)方面:(1)防止瓦斯積聚和超限。(2)嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查制度。(3)采取防止瓦斯引燃的措施,(4)采取防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大的措施。(三)防治瓦斯爆炸事故擴(kuò)大防治措施:(1)保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、合理、可靠。(2)建立完善可靠的防(隔)爆設(shè)施及自救系統(tǒng),將災(zāi)害造成的損失降到最低。①用巖粉阻隔爆炸的蔓延。②用水預(yù)防和阻隔爆炸。③自動(dòng)式抑爆棚(3)加強(qiáng)管理,嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)定?!究键c(diǎn)三】煤與瓦斯突出危害的防治(-)防治突出的技術(shù)措施防治突出的技術(shù)措施主要分為區(qū)域性措施和局部性措施。區(qū)域性措施針對(duì)大面積范圍消除突出危險(xiǎn)性的措施。主要方法有3種:開(kāi)采保護(hù)層、大面積瓦斯預(yù)抽放、控制預(yù)裂爆破局部性主要在采掘工作面執(zhí)行,對(duì)采掘工作面前方煤巖體一定范圍消除突出危險(xiǎn)性。措施方法有:卸壓排放鉆孔、深孔或淺孔松動(dòng)爆破、卸壓槽、固化劑、水力沖孔等。(-)“四位一體”綜合防治突出措施突出礦井的防突工作必須堅(jiān)持區(qū)域綜合防突措施先行、局部綜合防突措施補(bǔ)充的原則。嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行區(qū)域和局部“四位一體"綜合防突措施。區(qū)域“四位一體"綜合防突措施:區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、區(qū)域防突措施、區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)和區(qū)域驗(yàn)證等內(nèi)容。局部“四位一體"綜合防突措施:工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、工作面防突措施、工作面防突措施效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施等內(nèi)容。(三)安全防護(hù)措施安全防護(hù)措施是控制突出危害程度的措施,如采取避難碉室、遠(yuǎn)距離爆破等措施,使用反向防突風(fēng)門(mén)、壓風(fēng)自救器、隔離式自救器等。反向防突風(fēng)門(mén):可以防止漏風(fēng),阻止風(fēng)流反向的作用?!究键c(diǎn)四】瓦斯窒息危害的防治必須從減少瓦斯含量、防止其過(guò)量方面采取措施。(1)礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。(2)礦井必須按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,設(shè)計(jì)、供給用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量,嚴(yán)禁風(fēng)量不足時(shí)作業(yè)和超通風(fēng)能力生產(chǎn)。(3)采區(qū)必須有獨(dú)立的回風(fēng)巷道實(shí)現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)。在準(zhǔn)備采區(qū)時(shí),必須在采區(qū)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)后方可開(kāi)掘其他巷道。采煤工作面必須構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)后方可開(kāi)采。(4)采煤工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。(5)全礦各單位及井下作業(yè)人員必須協(xié)助通風(fēng)部門(mén)做好礦井通風(fēng)工作,保護(hù)礦井通風(fēng)設(shè)施,嚴(yán)禁不經(jīng)通風(fēng)部門(mén)同意私自拆除通風(fēng)設(shè)施或風(fēng)門(mén)閉鎖裝置,嚴(yán)格按規(guī)
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